IJPEM

Fabrication of Short Circuit-Preventing Electrodes with a Self-assembled Monolayer on Flashlight-Sintered Porous Copper Nanofilms
합선방지에 적용이 가능한 급속 광소결 및 자기조립단분자막 기반 초소수성 전극제작 공정 개발

김지수/경북대학교

합선으로 인한 화재는 안전 문제, 장비 손상 및 경제적 손실을 초래하여 산업 분야에서 중요한 이슈이며 높은 발수성을 가지는 초소수성전극을 통해 전극 표면에 수분이 축적될 가능성을 줄여 합선으로 인한 화재를 저감할 수 있음.
본 연구진은 Flashlight-sintering 공정과 자기조립단분자막 형성 기술을 이용하여 초발수성 Printed electrodes를 제조함으로써 수분에 의한 합선 현상을 해결할 수 있는 전극 제작 공정을 개발함.
Flashlight-sintering 공정은 6ms의 단시간의 빛에너지 조사를 특징으로 나노입자 소결공정에 활용하면 다공성 구조의 전극 인쇄가 가능함. 이러한 전극에 Dodecanethiol을 이용한 기상 증착 공정과의 하이브리드화를 통해 자가조립단분자막(Self Assembled Monolayer)을 형성시켜 소수성 구리 나노입자 기반의 다공성 전극을 구현.
잉크 내 바인더인 polyvinylpyrrolidone 함량 조절로 Flashlight 조사 후 구리 필름의 표면 거칠기의 최적화 (Ra: 7.28μm)를 통해 초소수성 전극 (접촉각: 169.08±11.36°)을 개발하였으며, 이러한 방법은 기계적 메커니즘과 화학적 메커니즘을 융합한 연구 성과로써 실제 산업에서 합선으로 인한 화재를 효율적으로 방지할 수 있는 역할을 수행할 것으로 기대함.